Question

【题目】要测量一个阻值约为几百欧的电阻Rx ， 实验室提供的器材有：电源（电压为3V），学生用电流表（量程为0～0.6A、0～3A）、学生用电压表（量程为0～3V、0～15V）、滑动变阻器R1和电阻箱R2（0～9999Ω 5A）各一个，开关、导线若干．
（1）小明用伏安法测量该电阻，图1是小明连接的电路．连接电路时，小明注意到了开关应；接通电路前，小明还应将滑动变阻器滑至最（左/右）端． 接通电路后，观察到电流表指针不偏转，示数为零，电压表示数为2V．请你判断：
①电路中哪一个元件有故障？答：；
②该元件发生了什么故障？答： ．
（2）在排出故障更换新元件后，经检查电路完好．闭合开关，逐渐减小滑动变阻器的接入电阻至最小，电压表有示数，但电流表的指针几乎不偏转，电流太小的原因是 ． 所以按小明所选的器材不能用伏安法测出该电阻的值．
（3）请你帮助小明在实验室所提供的器材中选择合适的器材，设计实验方案测出该电阻的值． （a）在图2所示虚线方框中画出实验电路图；
（b）简述实验步骤：；（用相应的字母表示各个测出的物理量）
（c）写出待测电阻Rx的表达式： ．

Answer 1

【答案】
（1）断开；右；电流表；短路
（2）被测电阻阻值太大
（3）；将电压表与Rx并联，扳动电阻箱的旋钮使其阻值为几百欧，读出示数为R2；闭合开关读出电压表示数为U；计算出Rx的阻值；Rx=
【解析】解：（1）连接电路时，开关应断开． 由于滑动变阻器接了下面左边的接线柱，所以在闭合开关前，滑片应移至最右端．
因为电流表指针不偏转，示数为零，所以可能电流表出现了短路或Rx出现了断路，又因为电压表的示数不等于电源电压，则不是由于电阻断路造成．（2）由于电源电压为3V，而电阻Rx的阻值大约为几百欧，根据欧姆定律电路中的电流太小．（3）可以利用阻值与Rx相差不大的电阻箱串联，利用串分压的知识测得Rx的阻值．电路如图所示：

将电压表与Rx并联，测出Rx两端的电压U，电阻箱两端的电压为U′=3V﹣U，R2的阻值可以直接读出．
根据U：U′=Rx：R2得，
U：（3V﹣U）=Rx：R2
则Rx= ．
所以答案是：（1）断开；右；①电流表；②短路；（2）被测电阻阻值太大；（3）（a）见上图；（b）将电压表与Rx并联，扳动电阻箱的旋钮使其阻值为几百欧，读出示数为R2；闭合开关读出电压表示数为U；计算出Rx的阻值．（c）Rx= ．